发电机密封油系统浮球阀并列运行剖析及改进

发电机密封油系统浮球阀并列运行剖析及改进

卢武朝

福建福清核电有限公司  福建 福清  350318

摘要：GHE发电机密封油系统用于发电机正常运行所必须的辅助系统，确保发电机水氢氢冷却正常运转。因此，针对GHE系统异常运行状态的掌握极其重要。本文参照于GHE系统的系统手册和流程图，并结合GHE故障规程指引，对GHE浮球阀并列运行状态进行剖析。针对浮球阀单一运行和双列运行优缺点进行比对，分析出符合当前GHE系统最安全高效的运行方式。

关键词：浮球阀，密封油、并列运行

1.前言

鉴于在我厂1号机组在冲转期间出现的GHE浮球阀故障关，因事件发生速度之快叠加现场干预不及时，导致发电机进油导致发电机漏液检测装置出现高报触发汽轮机停机事件，本人结合所学简单阐述事件原因及预防改进措施。

2.发电机密封油系统介绍

2.1主要功能

发电机密封油系统的功能是通过向发电机密封件供给润滑油的方式防止发电机内的氢气从动静密封处漏出，并防止氢气受到密封油中所夹带空气的污染，保证发电机内的氢气纯度，从而为氢气冷却发电机转子建立安全条件。

2.2系统组成

发电机密封油系统由两部分组成，分别为油密封系统供油回路和油提纯回路油密封供油回路。

2.2.1油密封供油回路

发电机密封油系统所用的油介质来自于汽轮机主润滑油箱GGR010BA。润滑油通过隔离阀GHE020VH和逆止阀021VH 流入密封油系统，经过滤器301FI（或401FI）过滤后，由液位调节阀001VH 所在的管线进入真空油箱GHE001CW。主密封油泵从真空油箱001CW 中吸油并通过主过滤器101FI 或201FI 及压差调节阀027VH 输送到发电机氢气密封组件。

密封油离开发电机密封件后分成以下两路：

含空气的一路（空侧回油）与轴承座润滑油混合，并通过回油虹吸管返回主润滑油箱。

含氢气的一路（氢侧回油）流入密封油系统的回油管。该回油管有一段加宽结构，可以使回油中所聚集的氢气大部分被释放出来。

密封油回油流入回油箱GHE103CW（或003CW）。在该油箱里，密封油中的氢气得到进一步释放。之后，润滑油经过浮球阀046VH（或045VH）流向氢气分离油箱GHE002CW。浮球阀通过回油箱的油位控制其开启和关闭，可以防止氢气泄漏到002CW 中。

连接在氢气分离油箱002CW 上部的排风机001ZV 和002ZV 使该油箱始终保持着一个微小负压。此油箱油中释放的氢气被风机排放到大气中，不含氢的密封油随后通过回油虹吸管流回GGR 润滑油箱。

2.2.2油提纯回路

正常运行时，主密封油泵101PO 从真空油箱001CW 吸油，但泵出口只有小部分油量被供给发电机密封件，而大部分油量通过泄压阀GHE102VH 直接返回到真空油箱001CW 中。回油管线在油箱001CW 内部设置了一组喷嘴，使回油喷向油箱的内壁，在真空作用下，油中所含的溶解气体几乎都被除去。在供给发电机密封组件前，密封油需要以此方式进行循环处理。

3.发电机进油危害及影响

1.我厂发电机密封油由润滑油系统供给，润滑油属于有机溶剂，能够腐蚀发电机线圈的绝缘皮，影响定子线圈的绝缘性能，长期运行可能会导致绝缘击穿，出现单相接地故障或相见短路，严重威胁机组安全运行。

2.发电机进油后，挥发的油气易降低发电机内氢气纯度，降低其冷却效果，同时易导致氢气温度升高，热氢温度达到90℃，满足2/4逻辑同样触发停机。

3.如果油中含水量大，将使发电机内部氢气湿度增大，使绝缘受潮，降低气体电击穿强度，严重时可能造成发电机内部相间短路。

4.浮子油箱液位过高主要风险是导致发电机进油，而浮子油箱液位过低主要风险是发电机跑氢，进而可能引起7、8 瓦平行度超差、热氢温度上升跳机及工业安全风险。

4.GHE系统浮球阀故障分析

4.1发电机密封油系统浮球阀出现故障关时的分析

1.由于正常回油箱浮球阀的故障未消除，为了保证机组的安全运行，我厂2号机组的GHE扩容油箱采用并联布置，目的提高系统的可靠性，如何提高？

由于正常回油箱2GHE103CW浮球阀2GHE064VH运行性能不佳，若仍保持一列运行，若再次出现浮球阀故障关，由于经验反馈知，出现浮球阀故障关至汽轮机紧急停机仅仅10min，对于现场的响应要求势必很高，若保持两列运行，即使出现上述情况，仍有紧急的扩容油箱2GHE003CW保持回油畅通，对于现场的响应也不会太紧急，易于事故处理。

4.2发电机密封油系统浮球阀出现故障开时的分析

道理是相同的，并列运行，若一列故障开无法关闭时，定会导致对应列的扩容油箱的液位持续降低甚至排空，我们正常情况下1GHE103CW液位要求是35cm＜L＜75cm，

1GHE003CW液位要求是35cm＜L＜75cm，结合流程图可知，由于1GHE103CW、1GHE003CW与发电机的氢气管线相连， 若排空，定会导致发电机内氢气的泄露，同时导致发电机氢气压力降低，降低发电机的冷却效果，更严重的会引起发电机热氢温度上升触发停机，甚至产生火灾风险。

同时两列运行，若均出现两列浮球阀均故障开无法关闭时，势必如上述所说，将其危害进行了叠加。

5.发电机密封油系统安全运行措施及方案

目前针对发电机密封油系统浮球阀运行异常进行保守决策，主要通过两种方式进行干预及处理。

5.1优化发电机密封油系统浮球阀运行方式

根据《GHE 浮子油箱液位异常处理预案》，我厂GHE系统设置了五个现场操作单，细化了现场的运行方式，确保紧急情况下能够有效干预，为减轻GHE浮球阀故障带来的影响，我厂目前采取双浮球阀并列运行，目的提升运行机组可靠性，降低单一浮球阀运行过程干预不及时的影响，具体操作单如下：

5.2技改发电机漏液检测装置跳机信号

在福清1、2 号机组发电机GRV跳机信号中，涉及的发电机漏液高高、励磁机漏液高高信号均采用一个磁翻板，通过磁翻板内部的浮子驱动3个液位开关动作的形式，实现跳机保护。这种浮子一拖三设计，在浮子出现故障后浮子故障沉底或浮子失磁，会导致3个液位开关同时触发或拒动，不满足汽轮机保护3取2设计，存在极大风险。

在《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》国能安全号中，水内冷发电机发出漏水报警信号，经判断确认是发电机漏水时，应立即停机处理。因此，发电机漏液高高、励磁机漏液高高信号属于汽机保护跳闸信号，根据NB/T25019-2014 和DL/T5423-2009 中保护要求，用于汽轮机停机保护的仪表应至少采用三个独立取样的仪表，并遵循独立性原则。

为了使发电机漏液、励磁机漏液满足3取2跳机要求，提高汽轮机保护系统可靠性，我厂发电机漏液、励磁机漏液信号分别增加2个就地磁翻板液位计，采用三个磁翻板液位计分别带动3个液位开关测量，做到真正3取2跳机保护 ，改造后，报警定值修改为80mm，跳机值修改为690mm, 现场人员可通过报警时触发的漏液排除降低跳机风险，极大的提高了设备运行可靠性。

参考文献

[1]葛阳波，发电机密封油系统手册，中国核电工程有限公司，2009

[2]杨果，发电机密封油系统流程图，中国核电工程有限公司，2014

[3]肖彦梅，发电机密封油系统逻辑图，中国核电工程有限公司，2014

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